Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [ 47 ] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

основанием корпуса диода. К кристаллодержателю приваривается корпус со стеклянным изолятором, через который проходит вывод алюминиевого электрода.

В диффузионных диодах р - /г-переход создается при высокой температуре диффузией примеси в кремний или германий из среды, содержащей пары примесного материала. Конструкции диффузионных и сплавных выпрямительных диодов аналогичны. Маломощные выпря-


а 5-

Рис. 9.1; Конструкция выпрямительцых диодов:

а - сплавной маломощны кремниевый диод (/ - внешние выводы; 5 кристал-лодержатель; 3 - корпус; 4 - стеклянный изолятор; 5 - алюминиевая проволокэ[ 6 - кристалл; 7 - припой); б - Muuuiuft вылрямительныП диод (/ - внешние выводы; 2 - стеклянный изолятор; 3 - корпус; 4 - кристалл; S -- припой; 6 - крнс-таллодержатель); в - выпрямительный столб,

мительные диоды имеют относительно небольшие габариты и массу и с помощью гибких выводов монтируются в схему. У мощных диодов кристалл одер жатель представляет собой массивное теплоотводящее основание с винтом и плоской внешней поверхностью для обеспечения надежного теплового контакта с внешним теплоотводом (рис. 9.1, б). Между кристаллом и основанием обычно помещают пластинку из вольфрама или ковара, имеющую примерно такой же коэффициент линейного расширения, как и материал кристалла. Это способствует уменьшению механических напряжений в кристалле при изменении температуры.

Выпрямительные столбы представляют собой несколько специально подобранных диодов, соединенных последовательно и залитых эпоксидной смолой. Внешний вид и схематическое устройство типичного выпрямительного столба показаны на рис. 9.1, в.

Работа полупроводникового выпрямительного диода основана на свойстве р - /г-перехода пропускать ток только в одном направлении (см. параграф 7.4).

Основной характеристикой полупроводниковых диодов является вольт-ампер мая характеристика. Для сравнення на рис. 9.2 приведены типовые вольт-ампер ные характеристики германиевого и крем-



ниевого диодов. Кремниевые диоды имеют во много раз меньшие обратные токи при одинаковом напряжении, чем германиевые. Допустимое обратное напряжение кремниевых диодов может достигать 1000-1500 В, в то время как у германиевых оно лежит в пределах 100-400 В. Кремниевые диоды могут работать при температурах от -60 до +150° С, а германиевые - от -60 до +85" С. Это обусловлено тем, что при температурах выше 85° С резко увеличивается собственная проводимость германия, приводящая к недопустимому возрастанию обратного тока. Вместе с тем прямое падение напряжения у кремниевых диодов больше, чем у германиевых. Это объясняется тем, что у германиевых диодов можно получить величину сопротивления в прямом направлении в 1,5-2 раза меньшую, чем у кремниевых, при одинаковом токе нагрузки. Поэтому мощность, рассеиваемая внутри германиевого диода, оказывается во столько же раз меньшей. В связи с этим в выпрямительных устройствах низких напряжений выгоднее применять германиевые диоды. , Параметры выпрямительных диодов:

Наибольший выпрямленный ток /вып max - наибольшее допустимое среднее значение выпрямленного тока за период.

прямое падение напряжения Uup - напряжение на диоде при протекающем через него установленном выпрямленном токе.

Наибольшее обратное напряжение С/обртах - напряжение, которое может быть приложено к диоду в обратном направлении в те-

Vf -

Рис. 9.2. Сраинительные оольт-ампер-ные характеристики германиевого (1) и кремниевого (2) диодэв.


ч>н=>

1- -Ч>[-Ч>К--4>f

Рис. 9.3. Параллельное (й) и последовательное (б) соединение выпрямительных диодов.

чение длительного времени без опасности нарушения нормальной работы диода.

Наибольший обратный ток /обр max - ТОК чсрез диод в обратном направлении при приложенном к нему наибольшем допустимом обратном напряжении.

Наибольшая допустимая моиность рассеивания

/Трастах - допустимое значсние рассеиваемой мощности, при которой обеспечивается заданная надежность при длительной работе днода.

Диапазон частот Д/ - полоса частот, в пределах которой выпрямленный ток, диода не уменьшается ниже заданного уровня.

При разработке выпрямительных схем может возникнуть необходимость получить выпрямленный ток, превышающий предельно допустимое значение для одного диода. В этом случае применяют параллельное включение однотипных диодов (рис. 9.3, а).



Для выравнивания токов, протекающих через диоды, последовательно с диодами включаются омические добавочные резисторы /?доб порядка нескольких ом. Это позволяет искусственно уравнять прямые сопротивления диодов, которые для разных образцов приборов могут быть существенно различными.

I В высоковольтных цепях часто используют последовательное соединение диодов (рис. 9.3, б). При таком соединении напряжение распределяется между всеми диодами. Для обеспечения надежной работы диодов параллельно каждому из них следует включить резистор (порядка 100 кОм) для выравнивания обратных сопротивлений, В этом случае напряжения на всех диодах будут равными.

9.2. КРЕМНИЕВЫЕ СТАБИЛИТРОНЫ

Явление электрического пробоя, опасное для обычных диодов, находит полезное применение в кремниевых плоскостных диодах, получивших название кремниевых стабилитронов, или опорных диодов.

При изготовлении стабилитронов наиболее широко используются сплавной и диффузионно-сплавной методы получения р - я-переходов. Исходным материалом при изготовлении стабилитрона служит пластинка кремния п-типа. В нее вплавляется алюминий, являющийся акцепторной примесью для кремния. Кристалл с jd - я-переходом помещается обычно в герметизированный металлический корпус (рис. 9.4).

Нормальным режимом работы стабилитронов является работа при обратном напряжении, соответствующем обратимому электрическому пробою р - я-перехода (см. параграф 7.4).

Следует отметить, что эффект Зенера и лавинный механизм электрического пробоя р - я-перехода наблюдаются как у кремниевых, так и у германиевых диодов. Однако выделение тепла, сопровождающее эти процессы, приводит для германия к до-


!,мА

(/,3

1 0,8

-10 -в

6 -

? 0

"1

J.mA

Рис. 9.5. Вольт-ампериап характеристика кремниевого стабилитрона.

Рис. 9.4; Конструкция кремниевого стабилитрона:

/, 8 - внешние выводы; 2 -- трубка; 3 - изолятор; 4 - корпус; 5 - внутренний вывод: б - кристалл с переходом; 7 - кристалл одержа-тель.


9.6. Схема стабилизатора постоянного напряжения на кремниевом стабилитроне.

нолнительнои тепловой генерации носителей заряда, искажающей картину лавинного пробоя. Поэтому в качестве материала для полупроводниковых стабилитронов используется кремний, обладающий более высокой температурной стабильностью.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [ 47 ] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.001